传递过程原理考试复习提要

传递过程原理复习提要

一、掌握流体运动的连续性方程在直角坐标和柱座标中表达式的推导，方程本身及相应各项所表

示的物理意义。

二、非稳态流动系统的物料衡算

例题：一装有质量浓度为30% (wt)的氢氧化钠溶液料桶，桶内溶液起始质量为

7000kg，现将桶底阀打开，使其以125L/min的流率排出，同时以145L/min的速率向桶内注加质量浓度为24%的氢氧化钠溶液予以补充，试求桶内浓度达到28%所需的时间及此时桶中的溶液质量。设任意时刻，桶内的溶液均能充分混合均匀，在24%?30% 的氢氧化钠质量浓度范围内，溶液密度与浓度的关系为p= 1000(1+x)，x为氢氧化钠质量百分浓度。

三、掌握连续性方程用于判别流体的不可压缩性方法；

掌握随体导数、对流导数、局部导数的相互关系，并运用其计算流体运动的加速度；

掌握流体作有势运动的判别条件和依据；

掌握流线、势线、流函数、势函数的概念及其求取方法；

掌握流线、势线正交性的证明方法。

例题：已知在二维流场中，稳态流动下的流体速度向量为：

-3 2 -

U(x, y) =3yx i x j

2

且其中一根流线过点(1，2)。试求：

(1)该流体在整个流场中是否不可压缩；

(2)过空间位置(3, 2)的流体质点运动加速度；

(3)该流体是否作无旋(有势)运动，若无旋，试求其势函数①；

(4)过空间位置(2，1)的流线函数W；

(5)证明在整个流场中，势线①与流线屮正交。

四、掌握流体运动参数的瞬时性与时均性、脉动性之间关系，掌握流体运动的湍动强度概念及计

算方法。

例题：在一系列以毫秒计的相同时间间隔内，用测速仪测得流场中某点处沿x方向的瞬时速度U x(t)如下(速度单位：m/s):

U x(t): 3.49，3.37，3.58，3.24，3.48，3.56, 3.35。

试计算该点的时均速度U t av及湍动强度I X。

五、掌握Prandtl混合长理论的主要假定、基本结论和意义是什么？

六、掌握能量方程在几种特定条件下的基本形式，掌握在有、无内热源条件下的一维稳态导

热问题计算。

例题：一厚度为200mm，面积为12m2的钢板，沿其一侧A通以密度为7.8X 106安培/m2

的电流。钢板在单位时间所散发的热量，被从该侧流过的冷流体及时带走，使得该

侧的壁温恒定在373K。设钢板其他各处均处于绝热状态，试确定钢板内部沿厚度方向的温度分布，并计算另一侧B的壁面温度。已知碳钢的导热系数入=17w/mK，电阻率r o为

2.2X 10-7Q m。

七、掌握分子扩散过程的传质问题基本理论、传质速率计算方法。

例题：某玻璃杯中装有水，置于空气不甚流通的实验室中。初始水面离杯上缘3cm,温度始终维持在30°C,水蒸气借助分子扩散进入空气。杯口上方空气中水蒸汽分压为15 mmHgg空气总压为1atm。试求经过100小时后，杯中水面下降多少（以cm计）？已知：30C下水的饱和蒸气压为42.5mmHg 水分子在空气中的扩散系数为0.08cm2/s ；水的密度为1000kg/m3，分子量为18。